CN108213844A - 一种718plus异形机匣锻件制造方法 - Google Patents

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吴永安
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王春梅
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Abstract

本发明涉及锻件制造技术领域，尤其是一种718plus异形机匣锻件制造方法，通过陶瓷纤维的包扎、根据材料的有效厚度确定保温时间，使得材料的内外受热均匀，并降低了转移过程中的温降，有效的使得在加工过程中的温度能够满足加工要求，避免了温度过低导致加工时，材料表面裂纹产生的缺陷，同时还能够避免为了满足加工时候材料表面不出现裂纹，加热至高温所导致的晶粒度粗大，组织性能较差的缺陷，降低了能耗，提高产品合格率，降低了锻件制造成本。

Description

一种718plus异形机匣锻件制造方法
技术领域
本发明涉及锻件制造技术领域，尤其是一种718plus异形机匣锻件制造方法。
背景技术
718Plus合金是一种沉淀硬化镍基高温合金，具有优越的高温性能和良好的加工性。该合金在设计时，兼顾了Waspaloy合金的高温性能和热稳定性以及718合金的优良加工性，是首选的喷气发动机优质旋转部件的原材料。718Plus合金使用温度比718合金提高了100℉(55°)，具有比Waspaloy合金或其它更高温度的镍基高温合金更高的强度、优异的成形性、更好的耐磨性，并减小了焊接开裂倾向。
但是，718Plus合金的可锻造温度范围窄，容易产生锻造裂纹，如果锻造温度达不到，将会使得材料表面的裂纹严重，极大程度的导致了锻造件的品质较差，而温度较高了，容易导致晶粒度粗大，促使组织性能难以满足使用要求；具体体现在以下几个方面：718Plus合金材料的可利用率较低，材料容易开裂，锻件流线切断严重，机加工余量大。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种718plus异形机匣锻件制造方法。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
在将718plus合金棒材锯切后，将其镦粗冲孔、马架扩孔和预轧成矩形环坯的过程中，在镦粗冲孔前加热时，需要先采用陶瓷纤维包扎锯切好的718plus合金棒材；并将其冲孔完成后，在进入马架扩孔前加热，并在加热前，需要先采用陶瓷纤维包扎冲孔后棒材，使得冲孔后的棒材的内径和外径均被包扎；待马架扩孔完成后，在进入预轧前加热，并在加热前，需要先采用陶瓷纤维包扎马架扩孔后的棒材，使得冲孔后的棒材的内径和外径均被包扎。
通过在加热前的包扎处理，能够有效的降低温降，使得加热至满足要求的温度后，再将其送入加工工序中，有效的确保加工时的温度能够满足要求，有效的避免了温度过低所导致的开裂现象，同时也不需要将材料加工时很高的温度，避免了高温导致的晶粒粗大，确保了材料的组织性能在使用过程中要求，而且还降低了锻件制备过程中的能耗，提高了合格率，降低了锻件制备成本。
具体在操作过程中的步骤包括：
718plus合金棒材锯切、加热保温、制备矩形环坯、轧制步骤，其特征在于，加热保温是将锯切好的棒材加热至1000-1100℃，并根据棒材的有效厚度，每10mm保温6min；制备矩形环坯是将加热保温的棒材进行镦粗、冲孔，马架扩孔和预轧处理，获得矩形环坯。
通过根据有效厚度进行保温时间的确定，能够使得棒材的内外部受热均匀，有效的避免了棒材受热不均导致的缺陷，提高了棒材冲孔的成型率。
而且对于在后续的加热过程中，优选采用上述根据有效厚度来进行加热保温处理时间的控制。
优选是在制备矩形环坯时，在镦粗、冲孔，马架扩孔和预轧等步骤前进行加热，并在开始加热前，均采用陶瓷纤维将坯料的内表面和外表面进行包扎，降低转移过程中的温降。
具体针对每个包扎步骤的操作是按照以下进行的：
在镦粗冲孔前加热，加热温度为1100℃，并且送入镦粗冲孔加工时的温度≥900℃，镦粗程度使得棒材变形量为47％；马架扩孔分为两次进行，在每次马架扩孔前加热，加热温度为1020℃，并且在送入马架扩孔加工时的温度为≥900℃，第一次马架扩孔的变形量为17％；第二次马架扩孔的变形量为15％；预轧前加热，加热温度为1020℃，并且送入预轧加工时的温度≥900℃，预轧程度使得变形量为29％。该操作中的加热依然是根据材料的有效厚度进行保温加热处理较优。
本发明创造，优选在轧制过程中，是按照如下进行的：
将矩形环坯放在环轧机上，环轧机的主辊模具的转速为0.2～0.4r,/s，芯辊模具在压力F2的作用下，对矩形环坯进行环轧，压力F2的作用使得在轧制咬入阶段，将芯辊模具进给速度由0mm/s增加到0.3mm/s，使矩形环坯咬入轧制；在稳定轧制阶段，将芯辊进给速度由0.3mm/s增加到0.6mm/s，使环坯稳定轧制，直径不断长大；在校圆、整形阶段，将芯辊进给速度由0.6mm/s逐渐减小到0.2mm/s，使环件的椭圆度和尺寸符合要求，获得锻件。提高了锻件的成型率，降低了材料的浪费。
优选在轧制前的加热是：加热温度为1020℃，送入环轧机上进行轧制的温度≥900℃，轧制过程的总变形量为15％。
本发明创造通过陶瓷纤维的包扎、根据材料的有效厚度确定保温时间，使得材料的内外受热均匀，并降低了转移过程中的温降，有效的使得在加工过程中的温度能够满足加工要求，避免了温度过低导致加工时，材料表面裂纹产生的缺陷，同时还能够避免为了满足加工时候材料表面不出现裂纹，加热至高温所导致的晶粒度粗大，组织性能较差的缺陷，降低了能耗，提高产品合格率，降低了锻件制造成本。
附图说明
图1为本发明创造的工艺流程图。
图2为本发明创造的锻件轧制示意图。
1-矩形环坯 2-主辊模具 3-芯辊模具。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例
一种718plus异形机匣锻件制造方法，如图1所示，包括718plus合金棒材锯切、加热保温、制备矩形环坯、轧制步骤，在加热保温步骤中是将锯切好的718plus合金棒材加热到1000-1100℃，并进行保温，保温按照以下方法进行，根据棒材的有效厚度，按照10mm保温6min。
在保温完成后，将其进行镦粗、冲孔，马架扩孔和预轧成矩形环坯1，在某些实施例中，对于在上述进行棒材加热前，采用陶瓷纤维先进行包扎起来后，再将其加热处理，使得在送入镦粗冲孔时的温降幅度降低，能够确保在加工过程中的温度能够满足要求，避免了加工过程中的裂纹产生；能够避免需要使得加工温度满足要求，将棒材加工至更高温度导致晶粒度粗大导致的组织性能较差的缺陷，而且使得棒材受热均匀，避免受热不均匀导致的加工难度较高。
在某些实施例中，对于制备矩形环坯，其在镦粗冲孔前加热，加热温度为1100℃，并且送入镦粗冲孔加工时的温度≥900℃，镦粗程度使得棒材变形量为47％；马架扩孔分为两次进行，在每次马架扩孔前加热，加热温度为1020℃，并且在送入马架扩孔加工时的温度为≥900℃，第一次马架扩孔的变形量为17％；第二次马架扩孔的变形量为15％；预轧前加热，加热温度为1020℃，并且送入预轧加工时的温度≥900℃，预轧程度使得变形量为29％。能够有效的确保每次加工时候的温降满足变形量的要求，避免过度加工导致裂纹产生，或者避免加工程度不够，造成二次加工，增大成本的缺陷。
在某些实施例中，对于在镦粗冲孔前，需要将棒材进行包扎保温处理后，再将其转移；在马架扩孔前，进行加热处理前，将其冲孔后的材料进行内外径包扎后，再将其加热转移加工；在预轧，进行加热前，将其进行内外径包扎后，再将其加热转移加工。能够有效的避免温降导致加工材料温度不够导致的裂纹产生，也能够避免要控制转移温度温降符合要求，进而将其升温到更高的温度所导致的能耗较高，最大优点是能够避免较高温度导致晶粒度粗大，造成的组织性能较差的缺陷，有效的提高了锻件产品的品质。
在某些实施例中，采用的轧制是，如图2所示，将矩形环坯1放在环轧机上，环轧机的主辊模具2的转速为0.2～0.4r,/s，芯辊模具3在压力F2的作用下，对矩形环坯1进行环轧，压力F2的作用使得在轧制咬入阶段，将芯辊模具3进给速度由0mm/s增加到0.3mm/s，使矩形环坯1咬入轧制；在稳定轧制阶段，将芯辊进给速度由0.3mm/s增加到0.6mm/s，使环坯稳定轧制，直径不断长大；在校圆、整形阶段，将芯辊进给速度由0.6mm/s逐渐减小到0.2mm/s，使环件的椭圆度和尺寸符合要求，获得锻件。
在某些实施例中，轧制的加热温度为1020℃，送入环轧机上进行轧制的温度≥900℃，轧制过程的总变形量为15％。
在某些实施例中，对于包扎过程中，采用的包扎材料为陶瓷纤维，或者其他与陶瓷纤维具有同等保温性能的材料。
在某些实施例中，对于采用合金棒材原料，其化学成分以质量百分比计，如下表所示：
表
。
本发明创造通过对加热保温过程中，根据材料的厚度来确定保温时间，即就是以有效10mm厚的厚度为计量单位，保温6min，使得材料的内外部的受热均匀，有效的增强了材料的可加工性，避免了受热不均匀导致加工难度较大的缺陷，提高加工合格率。
并且通过在加热前采用包扎保温处理，有效的使得转移过程中的温降速度降低了，确保了在加工时的温度能够得到保障，避免了加工时候温度过低导致裂纹现象，同时，结合加工过程中的加热、变形量的控制，能够有效确保加工锻件的质量较优，提高合格率，降低成本，降低材料废料产生率。
上述实施例仅限于对本发明创造的技术方案做出解释和说明，并非对本发明创造的技术方案的限定，本领域技术人员在此基础上做出的非突出的实质性特征和非显著进步的改进，均属于本发明创造的保护范围。

Claims (7)

1.一种718plus异形机匣锻件制造方法，包括718plus合金棒材锯切、加热保温、制备矩形环坯、轧制步骤，其特征在于，加热保温是将锯切好的棒材加热至1000-1100℃，并根据棒材的有效厚度，每10mm保温6min；制备矩形环坯是将加热保温的棒材进行镦粗、冲孔，马架扩孔和预轧处理，获得矩形环坯(1)。
2.如权利要求1所述的种718plus异形机匣锻件制造方法，其特征在于，所述的制备矩形环坯，其在镦粗、冲孔，马架扩孔和预轧等步骤前进行加热，并在开始加热前，均采用陶瓷纤维将坯料的内表面和外表面进行包扎，降低转移过程中的温降。
3.如权利要求1或2所述的种718plus异形机匣锻件制造方法，其特征在于，所述的制备矩形环坯，其在镦粗冲孔前加热，加热温度为1100℃，并且送入镦粗冲孔加工时的温度≥900℃，镦粗程度使得棒材变形量为47％；马架扩孔分为两次进行，在每次马架扩孔前加热，加热温度为1020℃，并且在送入马架扩孔加工时的温度为≥900℃，第一次马架扩孔的变形量为17％；第二次马架扩孔的变形量为15％；预轧前加热，加热温度为1020℃，并且送入预轧加工时的温度≥900℃，预轧程度使得变形量为29％。
4.如权利要求1所述的种718plus异形机匣锻件制造方法，其特征在于，所述的轧制，是将矩形环坯(1)放在环轧机上，环轧机的主辊模具(2)的转速为0.2～0.4r,/s，芯辊模具(3)在压力F2的作用下，对矩形环坯(1)进行环轧，压力F2的作用使得在轧制咬入阶段，将芯辊模具(3)进给速度由0mm/s增加到0.3mm/s，使矩形环坯(1)咬入轧制；在稳定轧制阶段，将芯辊进给速度由0.3mm/s增加到0.6mm/s，使环坯稳定轧制，直径不断长大；在校圆、整形阶段，将芯辊进给速度由0.6mm/s逐渐减小到0.2mm/s，使环件的椭圆度和尺寸符合要求，获得锻件。
5.如权利要求1所述的种718plus异形机匣锻件制造方法，其特征在于，所述的轧制，其加热温度为1020℃，送入环轧机上进行轧制的温度≥900℃，轧制过程的总变形量为15％。
6.如权利要求1所述的种718plus异形机匣锻件制造方法，其特征在于，所述的718plus合金棒材，其原料化学成分，以质量百分比计，入表1所示：
表1
7.一种718plus异形机匣锻件制造方法，其特征在于，在将718plus合金棒材锯切后，将其镦粗冲孔、马架扩孔和预轧成矩形环坯的过程中，在镦粗冲孔前加热时，需要先采用陶瓷纤维包扎锯切好的718plus合金棒材；并将其冲孔完成后，在进入马架扩孔前加热，并在加热前，需要先采用陶瓷纤维包扎冲孔后棒材，使得冲孔后的棒材的内径和外径均被包扎；待马架扩孔完成后，在进入预轧前加热，并在加热前，需要先采用陶瓷纤维包扎马架扩孔后的棒材，使得冲孔后的棒材的内径和外径均被包扎。
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